水是一種神奇的物質。地球有三分之二以上的面積都覆蓋了水。地球上所有生物都靠水才能生存。下面的實驗將幫助你認識水的各種神奇的特性。你可以清楚地看到水的表面張力,明白大船為什么可以浮在水面上,了解一些物質與水混合后為什么會消失。你還可以明白水力發(fā)電廠,如何用水使發(fā)電機運轉產生電力。不過,液態(tài)的水只是水存在的三種狀態(tài)之一。如果水冷卻到攝氏0℃,水會冰凍變成固體,也就是冰;如果加熱到攝氏100℃,水會沸騰并消失在空氣中,變成氣體,也就是水蒸氣。
雨水為什么會消失?
下雨的時候,水從天上落下來,聚集在地面上的洼地,不過雨停之后,太陽又普照大地,洼地被曬干了,雨水也不見了。雨水到哪里去了呢?太陽的熱量使這些雨水變成氣體上升到空氣中。這個過程叫做蒸發(fā)。而那些氣體叫做水蒸氣。
熱帶國家的人們都把水果放在室外太陽下曝曬。水果中的水分會慢慢變成水蒸氣.
蒸發(fā)到空中。水果經過這樣的處理后,比較容易保存。
觀察蒸發(fā)現象
材料:兩個罐子(形狀和大小相同》、錫箔紙、一支標示筆。
1.在兩個罐子里各裝上一半的水,確定兩邊的水面一樣高,然后在罐子外面標出水面。
2.在一個罐子口蓋上一張錫箔紙。
3.把兩個罐子放在溫暖的地方兩、三天。然后檢查一下兩個罐子的水面,哪個罐子里的 水變少了?
熱使這兩個罐子里的水變成水蒸氣,但錫箔紙蓋著的那個罐子,水蒸氣無法升到空中,所以罐里的水平線會比較高。
水在有陽光而且溫暖的地方蒸發(fā)得最快。風會吹走從布面上蒸發(fā)的水汽,使布變干的速度加快。把布打開也可以加快布變干的速度,因為水汽可以從整個布面上蒸發(fā)。所以曬東西最好是在溫暖、有風的天氣里,而且把衣物晾開會干得更快。
進一步實驗比較不同的物品;例如,人造的布料和天然的布料。把它們放到同一個地方,看看哪一種布料先干。
水蒸氣永遠會留在空氣中嗎? 水蒸氣不會永遠留在空氣中,有時它會變成水,這叫做凝結。通常只有在空氣變冷的時候才會出現這種情況。冷空氣所能容納的水蒸氣比熱空氣少,所以冷空氣中的一些水蒸氣會凝結成很小的水珠。像飛機做高空飛行時尾翼拖著的白線.就是水蒸氣凝結的結果讓水出現
把一杯水放入冰箱一小時左右,讓水變得很冰。然后把這杯水拿出來,不久就會在杯壁上看到凝結的水珠。
蒸汽是什么?
從沸水壺里散發(fā)出去的蒸氣和外面的冷空氣相遇,形成了蒸汽。蒸氣凝結成很小的水珠而且聚積起來,形成你能看到霧狀蒸汽。
為什么會下雨?
太陽的熱量使海洋、河流和湖泊里的水蒸發(fā)成水蒸氣上升到空氣里。在高空中空氣太冷,不能再容納所有的水蒸氣。此時水蒸氣在寒冷的高空結成小水滴,然后開始形成云。云中的小水滴越聚越多、越來越重,終于無法繼續(xù)懸在空中,于是掉落到地面,這就是雨。
仔細看看這三種云最常見的形狀。毛毛的堆云表示天氣晴朗,不過不久之后可能會形成灰色、巨大的暴風雨云層。層云會帶來雨和雪。卷云是由冰晶形成的,通常都懸浮在很高的空中。
想測量你所在地區(qū)的降雨量,你只要準備一個透明的塑料瓶和一把尺。把瓶子的上半部切下來,倒插在瓶子的下半部做成一個漏斗。用尺在瓶壁上畫一個度量表。 把雨量器放在露天的地方,不要放在樹下,否則,樹上的雨水可能會滴到雨量器里。把雨量器固定在地面上,不要讓風吹到,以免雨量器被風吹倒,或是讓風把雨滴從漏斗上吹走。 記錄每天的降雨量,然后畫出雨量圖。記住每天面完雨量圖后要把瓶中的雨水倒干凈。
冰是從哪里來的?
水是一種神奇的物質,因為它能以三種不同的形態(tài)出現--液態(tài)。氣態(tài)(水蒸氣)和固態(tài)(冰)。固態(tài)的水可以用兩種方法制造。第一種方法是把液態(tài)水的溫度降到攝氏0--水的冰點,這樣就可以形成冰塊。第二種辦法是把水蒸氣冰凍起來;冷凍庫里所結成的霜就是這樣形成的。
冬天時,找一找冰凍的水會形成哪些不同的形狀和樣式。水蒸氣冰凍時會形成雪花。水蒸氣慢慢結成冰時,冰冷的玻璃窗上會形成各種冰的結晶。
冬天里,滴水形成冰柱。水坑、木桶、水盆、池塘前表面會結一層冰。
收集一些雪花放在冰過的一塊黑布或卡片上--這樣可以防止雪花融化。用一個放大鏡仔細觀察這些雪花,你會發(fā)現每片雪花都不一樣.不過都有六個邊。
冰塊需要空間
把一塊冰放入一個裝滿水的玻璃杯里,你想在冰塊融化后會出現什么情況?杯里的水會溢出來嗎?
冰塊融化后,玻璃杯里的水平面不會有變化;這是因為冰化成水所占的空間,比冰塊所占的空間小。
材料:一個用玻璃或厚塑料做成的小瓶子,大小和裝食用色素的瓶子差不多。
1.把瓶子加滿水,然后用錫箔紙做一個不太緊的蓋子蓋好。把瓶子放進冷凍庫,等到水都結成硬硬的冰之后再拿出來。
2.當你再看這個瓶子時,你會發(fā)現瓶里的冰已經把瓶蓋推出來了。
怎么會這樣
冰占的空間比冷凍前的水多。這也就是冬天水管會破裂的原因。因為管中的水冷凍后體積會增大,而使管子連接的地方爆開或是使管子破裂。
讓水往上流
材料:大水盆和塑料軟管。
把兩個水盆一個放在低一點的地方,另一個放得高一點。把高處的水盆裝一些水。用手指堵住軟管的一端,然后把軟管灌滿水。把用手指堵著的那一邊軟管放到比較高的那盆水里,手指不要放開,再把軟管的另一邊放到空的水盆里。當你把手指移開時,你會看到高處水盆里的水沿著水管向上流,再流到低處的水盆中。
怎么會這樣
在這個實驗中塑料軟管變成了吸管。它有這種效果是因為空氣向在高處水盆里的水面施加壓力,迫使水順著軟管向上流。
不可思議的吸管
用吸管吸一些水,然后馬上用手指按住吸管的頂端,再把吸管拿出來--垂直拿著,你會發(fā)現水都不會流出來唉, 如果把按住吸管口的手指移開,水就會流出來。這是因為空氣從上面的管口進入,給管里的水一個向下的壓力,迫使水流出吸管。 如何控制水流的速度?
水往下流的速度是受到地心引力和地形的影響。但如果向水施加壓力,水會流得比較快。
救火的時候,消防隊就是利用高壓下的水。水從水管中像急流一樣噴出來,所以大量的水可以迅速地噴到著火的地方。
幾千年前,中國人和埃及人就會利用流水計算時間。你自己也可以做一個類似的水鐘。
材料:一把長只、兩個完全相同的度量盒子或是兩個紙杯、堅固的膠帶、小鐵釘、制作模
型的黏土。
1在一個杯子底部中間用釘子鉆一個小孔,然后在另一個杯子里面標上刻度。
2用膠帶把兩個杯子固定在尺上。把標有刻度的杯子放在下面。再用黏土把尺的下面部分黏緊,讓尺能夠垂直立著。
3用手指蓋住上面杯子的小孔,再把桿子裝滿水。然后把手移開,計算水流到下面杯子各個刻度所需要的時間。你能夠制作出一個可以精確地測出一分鐘時間的鐘嗎?
水的力量
把水擠壓到一個較小的空間或增加水的深度使水產生壓力,這樣水可以流得快一點。
找一個空的洗潔精瓶子。拿下蓋子,在瓶里裝滿水。再把蓋子蓋好。把瓶子拿到浴室或室外。先輕輕地擠壓瓶子,然后再用力擠。當你把水壓到一個比較小的空間時,水會流得比較快。 現在把瓶子里的水倒光,然后在瓶子邊鉆三個小孔。先用手指堵住這三個小孔,在瓶子里裝滿水。然后把手指移開,看看哪個孔噴出來的水射得最遠。
瓶子下面的水承受了上面所有水的壓力,所以最下面的孔射出的水最遠,上面兩個孔的水射得比較近。
什么是表面張力?
仔細觀察雨滴或是從水龍頭上滴下的水珠。它們是什么形狀呢?你會發(fā)現最小的水珠幾乎是標準的球形。這是因為水的表面被表面張力的強大拉力聚攏在一塊,而使得水看上去好像周圍有一層薄而又有彈性的"表皮"。
使水彎曲
把一個茶杯或玻璃杯小心地裝滿水,一直裝到杯口邊緣為止。接著你就能看到表面張力怎樣把水的表層吸引到一起,而使在杯口上的水呈現彎曲的幅度。
找些干的刷子--小畫刷和修面刷都很好。先看看刷毛的形狀。然后把刷子插入水中,你會看到刷毛的毛尖處聚成一點。因為表面張力的力量很大,足以把水和刷毛聚攏在一起。
在水上行走的動物
有些昆蟲(如池塘上的水蚊)可以在水面上行走。這是因為池水表層堅固得足以 支撐它們的體重。池水的表層有點彎,會在水蚊腳的四周形成小凹槽,不過,水的表層并沒有塌下來。另個在水面上,它們會把長腳伸展開來,使壓在水面上的體重分散。
沿著細繩倒水
從